Optikk

Kryssede polarisatorer

To polarisatorer i 90° blokkerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Kryssede polarisatorer — interaktiv Optikk-simulering. To polarisatorer i 90° blokkerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Malus' lov

To polarisatorer i 90° blokkerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarisatorer sender bare komponenten av det elektriske feltet langs aksen deres. Ved 90° kryss overlever ingen komponent. Malus' lov forutsier intensiteten I = I₀ cos²θ mellom vinkler — grunnlaget for polariserte solbriller og LCD-skjermer.

• I = I₀ cos²θ
• Krysset → mørkt

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Lys passerer gjennom én polarisator, deretter en andre i en viss vinkel til den første. Avhenger den transmitterte intensiteten jevnt av vinkelen mellom de to polarisatorenes akser?

Prediksjoner å veie

• Transmittert intensitet synker lineært med vinkelen.
• Lys passerer enten fullstendig eller blokkeres fullstendig — ingen jevn overgang.
• Ja — transmittert intensitet følger cos² av vinkelen mellom aksene, og når null ved nøyaktig 90° («kryssede» polarisatorer).

Variabelroller

Hva du setter:

• Vinkel mellom akser Δθ (°)

Hva du måler:

• Transmittert fraksjon (gjennom P2)

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne kryssede-polarisatorer-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. De to polarisatorenes akser er satt 90° fra hverandre (fullstendig krysset — intet lys transmittert).
2. Aktiver transmittert-intensitet-avlesningen.
3. Sett vinkelen mellom de to polarisatorenes akser for hvert forsøk og registrer fraksjonen av lys transmittert gjennom den andre.

Styrende likning

Malus' lov — I = I₀·cos²θ

Lys allerede polarisert langs én akse, som passerer gjennom en andre polarisator i vinkel Δθ til den første, transmitterer en fraksjon cos²(Δθ) av intensiteten sin. Ved Δθ = 90° («kryssede») faller transmisjonen til nøyaktig null.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn fraksjonen transmittert gjennom den andre polarisatoren som 0,5·cos²(Δθ) — de 0,5 er den upolariserte kilden som mister halvparten av intensiteten ved den første polarisatoren, og cos²(Δθ) er Malus' lov ved den andre. Sammenlign med tabellen.
• Forklar hvorfor fraksjonen transmittert gjennom P2 bare avhenger av VINKELEN MELLOM de to aksene, ikke av deres absolutte orientering — og hvorfor nøyaktig 90° («kryssede») gir null transmisjon.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Polariserte solbriller blokkerer horisontalt polarisert gjenskinn (som refleksjoner fra vann eller veier) ved å orientere sin polariseringsakse loddrett. Forklar, med Malus' lov, hvorfor å vippe hodet sidelengs mens du har på deg polariserte solbriller kan få gjenskinnet til plutselig å dukke opp igjen.
• LCD-skjermer bruker kryssede polarisatorer med et flytende krystall-lag mellom dem som kan rotere lysets polarisasjon på kommando, og kontrollere hvor mye lys som kommer gjennom hver piksel. Forklar hvorfor «kryssede» (i stedet for parallelle) polarisatorer er den naturlige standard «av»-tilstanden for en piksel.

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Kryssede polarisatorer
2. Velg den første polarisatoren
3. Trykk Spill av
4. Intensitet gjennom polarisatorer
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Polarisasjon og Malus' lov